设计角|几百年前的温度计竟是现在的艺术品?
发布时间:2020.02.13内容来源:浏览次数:527返回 >

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度过了第一个疫情潜伏期

我们迎来了更严峻的挑战

返岗复工


随着部分企业的陆续复工

小伙伴们或正常返岗

或返城居家隔离


多次复工失败的小伙伴

也不要气馁

相信胜利就在眼前了


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无论身处哪种情况的小伙伴

面对突如其来的疫情

都免不了心慌慌


由于发热是病患症状之一

在此次抗“疫”战争中

温度计就像一位“鉴毒师”

安定了五湖四海的心


在上一期的设计角中,为大家讲解了口罩的进化史,了解到疫情期间戴口罩的重要性。今天要登场的是另一位抗“疫”主角——温度计。


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-世界第一款温度计-

纵观人类千百年间的瘟疫史,无论是鼠疫、埃博拉、天花还是流感,患者都会伴随着发烧、发热等体温变化。


可谁曾想,在各种瘟疫在人类社会肆虐2千多年后,世界上第一款温度计才诞生,更不用说精确测量体温的体温计。


而世界上第一款温度计的发明设计者正是被誉为“现代物理学之父”的意大利天文学家、物理学家及工程师伽利略。


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伽利略(1564年2月15日 - 1642年1月8日)


没错,就是那个在比萨斜塔做自由落体实验实验,并且发明了世界上第一台天文望远镜的“骨灰级技术宅”伽利略。

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都说“技术宅”改变世界,在17世纪以前,没有温度计,医生只能靠触觉来判断病人的体温,所以经常导致误诊。


当时,伽利略听到医生的困惑后,希望发明一种可以准确测量病人体温的仪器,于是空气温度计诞生了。


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1592年,伽利略制作出世界上第一支空气温度计


空气温度计由玻璃管制成,管上标注刻度。一端是敞口的玻璃管,另一端带有鸡蛋大小的密封玻璃泡


这款温度计基于物质热胀冷缩原理设计而成,使用时,先用手将玻璃泡捂热,然后将玻璃泡一端向上竖直插入水中,当外界空气上升或下降时,玻璃管中水柱就会下降或上升。


不过由于这种温度计受到气泡内空气温度以及外界气压的影响,误差较大,不能精确的测量人体体温。但是,基于伽利略探求精确测量温度的创意,一款脑洞大开的温度计——伽利略温度计被设计出来。


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伽利略温度计现作为艺术品摆放陈列


伽利略将几个不同质量的球放在特定液体圆筒中,每个球内液体量不同,随着温度上升和下降,球内液体密度变化,随之升降,从而测出正确温度。


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每个球体下方悬挂相应温度,其计量范围只在18到26摄氏度之间,仅适用于测量室内温度。


1612年,同样受伽利略的启发,其朋友意大利帕多瓦大学的医学教授桑克托留斯(Sanctorio Sanctorius)发明了一种蛇形空气温度计,上端的玻璃泡可以放入病人口中,从下方水柱查看病人体温的变化,这是世界上最早用于人体体温测量的体温计。


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医学教授桑克托留斯(Sanctorio Sanctorius)


1654年托斯卡纳的大公斐迪南二世(Ferdinand II)组织完成了液体温度计的后续进展。他们试验了多种液体,发现酒精的热膨胀效果比较明显,于是选择红色酒精作为内部填充液体,同时将玻璃管的上端熔化封闭。


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从而制成了世界上的第一支不受外界气压影响的温度计,也就是我们沿用至今的酒精温度计。


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-从酒精到水银-

随着越来越多的人参与到温度计的设计与完善中,终于在1714年,德国迁居荷兰的仪器制造商华伦海特成功设计出水银温度计,并确立华氏温标


华伦海特发现,由于酒精温度计中酒精沸点限制而不适用于高温测量,于是他经过各种液体试验,找到了一个很好的替代品,那就是水银。


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华伦海特(Garbriel Daniel Fahrenheit,1686~1736)

水银的沸点为357度,故可以测量较高的温度,但由于其凝固点为零下39度,故不能测量较低温度;与水银温度计相反,酒精的凝固点为零下117度,酒精温度计不能测量较高的温度,因为酒精的沸点是78度。


华伦海特发明设计了水银温度计后,开始着手确立温标,温标即温度数值化的标尺


1724年,华伦海特选择了三个基准点:为了避免温度中出现负数,选择了氯化铵与冰、水混合物的温度为0度;冰、水混合物温度为32度;把温度计置于人的口中或腋下,可得到人体温度96度。


后来经过修订,把水在标准大气压下的沸点确定为212度,这样水的冰点和沸点间算是180度,这便是华氏温标。


为了纪念华伦海特,华氏温标的单位记作℉,目前世界上的主要国家,只有美国还在沿用华氏温标。


华伦海特的推广下,水银温度计与华氏温标被广泛应用于各个领域。后期,瑞典人摄尔修斯(Anders Celsius)将摄氏温标确立为目前全世界应用最广泛的温标系统,就是我们现在所说


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瑞典发行的纪念摄尔修斯的邮票


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-温度计传入中国-

中国古代虽然没有温度计,但是早在先秦,中国就出现了一种可以观察温度变化的瓶子,叫做“冰瓶”。


古人在瓶子中装上水,如果水结冰了,气温即低于零下,气候进入寒冬;如果瓶内的冰融化,则代表气温回升。这种朴素的判断温度的方法,就是我国古人最原始“温度计”。


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清朝年间在华传教士


直到清朝康熙年间,在华的传教士最早将温度计相关知识引入到国内。1659年,比利时耶稣会传教士南怀仁来华,供职于当时国家天文台的北京钦天监。


1670年,南怀仁在北京制造出温度计,这款温度计是联通铜球的U形玻璃管,随着球内空气热胀冷缩,玻璃管内的水柱随之升降,玻璃管上标注10个刻度。


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南怀仁设计制作的温度计


同伽利略温度计相同,这款空气温度计并不精确,但对于当时的清朝来说,已经是十分新奇的高精尖仪器了。


1689年,康熙南巡期间,耶稣会士向康熙进献西洋仪器12种,里边包含更为精确的温度计。康熙仅收下其中的温度计与湿度计,并成为其日常爱用品,其余仪器均退回。


虽然温度计传入中国并不算晚,但只作为皇宫贵族的把玩之物,真正在老百姓之间普及,已经是二十世纪之后的事情了。


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随着科学技术的发展,人们对测温仪器的要求越来越高。


虽然水银体温计在当时为医生的诊断提供了便利,但是,由于水银体温计使用的汞是一种重金属,存在汞中毒与污染环境的风险。为了减少汞对环境和人类健康造成的危害,我国医疗机构需实现无汞化,在2020年前逐步淘汰含汞类医疗设备


随着测控温度的精密电子仪器被设计出来,水银体温计将会很快从医疗机构中退出,先来几款新鲜有趣的体温计感受一下吧!


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-最柔软舒适的温度计-

由马斯克(北京)科技有限公司(MUSK Inc.)设计的蜜果儿童智能柔性体温计(Candy Fit)是一款像创可贴一般柔软轻薄的温度计


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Candy Fit 充分考虑了佩戴舒适性和生物相容性:采用医疗级柔软安全材质,不含有汞等有害重金属,弯曲,极薄,厚度仅为2.5毫米,边缘设计为圆角矩形,减轻宝宝对测温的抗拒。


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Candy Fit 的形状像一张柔软贴片,可贴于婴儿腋下进行体温监测,通过蓝牙连接手机 APP 可持续获得体温数据,异常温度时发出提醒,并提供专业护理建议,以便家长及时采取有效措施。


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相对普通体温计,宝宝佩戴起来会更舒适,从而解放了心系孩子而整夜焦虑的父母,让父母安心睡眠积蓄精力,从而给予宝宝更好的照顾。


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-最小的温度计-

由 JoyWing 设计的 Wishbone 多功能智能温度计,是一款堪称世界上最小的智能温度计。


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Wishbone采用 Y 字造型,一端装有温度传感器,另一端装有可拆卸电池,最下端则是可插入手机耳机孔的连接器。


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Wishbone 最大特点就是可在很短的时间内,不接触被测量物体,就能获得测量数据;它的另一大优势在于它利用智能手机储存数据,方便查询历史记录,为后续的分析提供参考。


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-便捷的接触型温度计-

由 Withings 公司设计的一款名为 Withings Thermo 智能体温计采用极简设计理念,外观优雅小巧,消除病患紧张感。


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使用 Withings Thermo 测量体温时,只需为其连上 WiFi,不需要像传统温度计一样放置在腋下,只需要将它紧贴头部一侧即可测量体温。


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它通过 LED 灯显示体温,既可选择华氏温度,也可选择摄氏温度。同时,只需两节 AA 电池,就能使用长达两年。其内置 16 个红外传感器,可以精准的获得体温数值。


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同时,其可以通过内置蓝牙或是 WiFi 和智能手机相连,将体温在其配套 APP 上同步更新, Withings Thermo 可以根据环境条件和皮肤温度能够进行自我调整,因此用户可以通过 APP 长期关注自己的体温变化。




在此次疫情防控期间,我们用到最多的就是不接触式温枪,同时,在机场车站等场所增设了红外线测温仪等无感测温装置,进而保障民众安全。


_28.jpg红外线测温仪测温成像效果

当然,因为水银温度计所测数值更为稳定,现在部分家庭仍然在使用传统水银温度计,由于水银温度计易碎,在此提醒大家需要在使用过程中注意使用安全,坚决杜绝儿童单独使用。


不论你每天出门上班,还是隔离在家,都要记得勤测体温哦~期望温度计的设计真正造福全人类,助力打赢这场疫情防控阻击战


END

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